يا له من سؤال سخيف؟ "كيفية الاتصال بغواصة"
احصل على هاتف يعمل بالأقمار الصناعية وقم بإجراء مكالمة. تتيح لك أنظمة الاتصالات الساتلية التجارية مثل INMARSAT أو Iridium الاتصال بأنتاركتيكا دون مغادرة مكتبك في موسكو. العيب الوحيد هو ارتفاع تكلفة المكالمة ، ومع ذلك ، فإن وزارة الدفاع و Roscosmos ، بالتأكيد ، لديهما "برامج شركة" داخلية مع خصومات كبيرة …
في الواقع ، في عصر الإنترنت وجلوناس وأنظمة نقل البيانات اللاسلكية ، قد تبدو مشكلة الاتصال بالغواصات وكأنها نكتة لا معنى لها وليست مزحة بارعة - ما هي المشاكل التي يمكن أن تكون هناك ، بعد 120 عامًا من اختراع الراديو؟
ولكن هناك مشكلة واحدة فقط هنا - القارب ، على عكس الطائرات والسفن السطحية ، يتحرك في أعماق المحيط ولا يتفاعل على الإطلاق مع إشارات النداء لمحطات الراديو التقليدية HF و VHF و DV - مياه البحر المالحة ، كونها إلكتروليت ممتاز ، يكتم أي إشارات بشكل موثوق.
حسنًا … إذا لزم الأمر ، يمكن للقارب أن يطفو إلى عمق المنظار ، ويمد هوائي الراديو وإجراء جلسة اتصال مع الشاطئ. تم حل المشكلة؟
للأسف ، ليس كل شيء بهذه البساطة - فالسفن الحديثة التي تعمل بالطاقة النووية قادرة على الغمر لعدة أشهر ، فقط في بعض الأحيان ترتفع إلى السطح لإجراء جلسة اتصال مجدولة. تكمن الأهمية الرئيسية للسؤال في النقل الموثوق للمعلومات من الشاطئ إلى الغواصة: هل من الضروري حقًا الانتظار يومًا أو أكثر لبث طلب مهم - حتى جلسة الاتصال التالية وفقًا للجدول الزمني؟
بعبارة أخرى ، في بداية الحرب النووية ، تخاطر الغواصات الصاروخية بأن تصبح عديمة الجدوى - بينما تحتدم المعارك على السطح ، ستستمر القوارب في كتابة "ثمانية" بهدوء في أعماق المحيطات ، غير مدركة للأحداث المأساوية التي ضع "فوق". لكن ماذا عن الضربة النووية الانتقامية؟ لماذا نحتاج إلى قوات نووية بحرية إذا لم يكن من الممكن استخدامها في الوقت المناسب؟
كيف تتواصل مع غواصة كامنة في قاع البحر؟
الطريقة الأولى منطقية وبسيطة تمامًا ، وفي نفس الوقت يصعب تنفيذها عمليًا ، ويترك نطاق تشغيل مثل هذا النظام الكثير مما هو مرغوب فيه. نحن نتحدث عن الاتصالات تحت الماء - الموجات الصوتية ، على عكس الموجات الكهرومغناطيسية ، تنتشر في البيئة البحرية أفضل بكثير من الهواء - سرعة الصوت على عمق 100 متر هي 1468 م / ث!
كل ما تبقى هو تركيب هيدروفونات قوية أو شحنات متفجرة في الأسفل - سلسلة من الانفجارات في فترة زمنية معينة ستظهر بشكل لا لبس فيه للغواصات الحاجة إلى السطح واستقبال تشفير مهم عن طريق الراديو. الطريقة مناسبة للعمليات في المنطقة الساحلية ، لكن لن يكون من الممكن "الصراخ" المحيط الهادئ ، وإلا فإن القوة المطلوبة للانفجارات ستتجاوز كل الحدود المعقولة ، وستجرف موجة تسونامي الناتجة كل شيء عن موسكو إلى نيويورك.
بالطبع ، يمكن مد مئات وآلاف الكيلومترات من الكابلات على طول القاع - إلى الهيدروفونات المثبتة في المناطق التي من المرجح أن توجد فيها حاملات الصواريخ الاستراتيجية والغواصات النووية متعددة الأغراض … ولكن هل هناك حل آخر أكثر موثوقية وفعالية؟
دير جالوت. الخوف من ال مرتفعات
من المستحيل التحايل على قوانين الطبيعة ، لكن هناك استثناءات لكل من القواعد. سطح البحر غير شفاف للأمواج الطويلة والمتوسطة والقصيرة وشديدة القصر. في الوقت نفسه ، تنتشر الموجات الطويلة جدًا ، المنعكسة من طبقة الأيونوسفير ، بسهولة عبر الأفق لآلاف الكيلومترات ويمكنها اختراق أعماق المحيطات.
تم العثور على مخرج - نظام اتصال على الموجات فائقة الطول. ويتم حل مشكلة التواصل غير التافهة مع الغواصات!
لكن لماذا يجلس كل هواة الراديو وخبراء الإذاعة بهذا التعبير الكئيب على وجوههم؟
اعتماد عمق اختراق موجات الراديو على ترددها
VLF (تردد منخفض جدًا) - ترددات منخفضة جدًا
ELF (تردد منخفض للغاية) - ترددات منخفضة للغاية
الموجات فائقة الطول - موجات الراديو التي يزيد طولها الموجي عن 10 كيلومترات. في هذه الحالة ، نحن مهتمون بنطاق التردد المنخفض جدًا (VLF) في النطاق من 3 إلى 30 كيلو هرتز ، ما يسمى. "موجات ميرياميتر". لا تحاول حتى البحث عن هذا النطاق على أجهزة الراديو الخاصة بك - للعمل مع موجات طويلة جدًا ، فأنت بحاجة إلى هوائيات ذات أبعاد مذهلة ، بطول عدة كيلومترات - لا تعمل أي من محطات الراديو المدنية في نطاق "موجة ميرياميتر".
تمثل الأبعاد الوحشية للهوائيات العقبة الرئيسية أمام إنشاء محطات راديو VLF.
ومع ذلك ، فقد تم إجراء البحث في هذا المجال في النصف الأول من القرن العشرين - وكانت نتائجهما رائعة دير جالوت ("جالوت"). ممثل آخر لـ "wunderwaffe" الألمانية - أول محطة إذاعية فائقة الموجة في العالم ، تم إنشاؤها لصالح Kriegsmarine. استقبلت الغواصات إشارات من "جالوت" بثقة في منطقة رأس الرجاء الصالح ، في حين أن موجات الراديو المنبعثة من جهاز الإرسال الفائق يمكن أن تخترق المياه حتى عمق 30 مترًا.
أبعاد المركبة مقارنة بالدعم "جالوت"
منظر "جالوت" مذهل: يتكون هوائي الإرسال VLF من ثلاثة أجزاء مظلة مثبتة حول ثلاثة أعمدة مركزية بارتفاع 210 أمتار ، وزوايا الهوائي مثبتة على خمسة عشر صاريًا شبكيًا بارتفاع 170 مترًا. تتكون كل ورقة هوائي بدورها من ستة مثلثات منتظمة بطول 400 متر وهي عبارة عن نظام من الكابلات الفولاذية في غلاف من الألمنيوم المتحرك. شبكة الهوائي مشدودة بثقل موازن يبلغ 7 أطنان.
قدرة الإرسال القصوى 1.8 ميغاواط. نطاق التشغيل 15-60 كيلو هرتز ، الطول الموجي 5000 - 20000 متر معدل نقل البيانات - ما يصل إلى 300 بت / ثانية.
تم الانتهاء من تركيب محطة إذاعية فخمة في ضاحية كلبه في ربيع عام 1943. لمدة عامين ، خدم "جالوت" لصالح كريغسمارين ، حيث كان ينسق أعمال "مجموعات الذئاب" في المحيط الأطلسي الشاسع ، حتى أبريل 1945 لم يتم الاستيلاء على "الجسم" من قبل القوات الأمريكية. بعد مرور بعض الوقت ، أصبحت المنطقة تحت سيطرة الإدارة السوفيتية - تم تفكيك المحطة على الفور ونقلها إلى الاتحاد السوفيتي.
تساءل الألمان لمدة ستين عامًا عن المكان الذي أخفى فيه الروس جليات. هل وضع هؤلاء البرابرة تحفة من تصميم الفكر الألماني على الأظافر؟
تم الكشف عن السر في بداية القرن الحادي والعشرين - صدرت الصحف الألمانية بعناوين صاخبة: "إحساس! وجد جالوت! المحطة ما زالت تعمل!"
ارتفعت صواري "جالوت" الطويلة في منطقة Kstovsky في منطقة نيجني نوفغورود ، بالقرب من قرية Druzhny - حيث يبث جهاز الإرسال الفائق الكأس. تم اتخاذ قرار استعادة "جالوت" في عام 1949 ، وتم بثه لأول مرة في 27 ديسمبر 1952. والآن ، لأكثر من 60 عامًا ، كان "جالوت" الأسطوري يحرس وطننا ، ويوفر الاتصال مع غواصات البحرية التي تغرق تحت الماء ، وفي الوقت نفسه هو جهاز الإرسال الدقيق لخدمة الوقت "بيتا".
وبسبب إعجابهم بقدرات "جالوت" ، لم يتوقف المتخصصون السوفييت عند هذا الحد وطوروا الأفكار الألمانية. في عام 1964 ، على بعد 7 كيلومترات من مدينة فيليكا (جمهورية بيلاروسيا) ، تم بناء محطة إذاعية جديدة أكثر فخامة ، والمعروفة باسم مركز الاتصالات 43 للبحرية.
اليوم ، تعد محطة راديو VLF بالقرب من Vileika ، جنبًا إلى جنب مع قاعدة بايكونور الفضائية ، القاعدة البحرية في سيفاستوبول ، وقواعد في القوقاز وآسيا الوسطى ، من بين المنشآت العسكرية الأجنبية العاملة في الاتحاد الروسي. يعمل حوالي 300 ضابط وضابط صف في البحرية الروسية في مركز اتصالات فيليكا ، دون احتساب المواطنين المدنيين في بيلاروسيا.من الناحية القانونية ، لا تتمتع المنشأة بوضع قاعدة عسكرية ، وتم نقل أراضي محطة الراديو إلى روسيا للاستخدام المجاني حتى عام 2020.
عامل الجذب الرئيسي لمركز الاتصالات 43 للبحرية الروسية ، بالطبع ، هو جهاز الإرسال اللاسلكي VLF Antey (RJH69) ، الذي تم إنشاؤه في صورة وشبه Goliath الألماني. المحطة الجديدة أكبر بكثير وأكثر مثالية من المعدات الألمانية التي تم الاستيلاء عليها: زاد ارتفاع الدعامات المركزية إلى 305 مترًا ، ووصل ارتفاع صواري الشبكة الجانبية إلى 270 مترًا. بالإضافة إلى هوائيات الإرسال ، يوجد عدد من الهياكل التقنية على مساحة 650 هكتارًا ، بما في ذلك مخبأ شديد الحماية تحت الأرض.
يوفر مركز الاتصالات 43 للبحرية الروسية اتصالات مع الغواصات النووية في حالة تأهب في مياه المحيط الأطلسي والهندي وشمال المحيط الهادئ. بالإضافة إلى وظائفه الرئيسية ، يمكن استخدام مجمع الهوائي العملاق لصالح القوات الجوية وقوات الصواريخ الاستراتيجية وقوات الفضاء التابعة للاتحاد الروسي ، كما يستخدم Antey للاستطلاع الإلكتروني والحرب الإلكترونية وهو من بين أجهزة إرسال خدمة وقت الدقة بيتا.
توفر أجهزة الإرسال اللاسلكية القوية "Goliath" و "Antey" اتصالات موثوقة على موجات طويلة جدًا في نصف الكرة الشمالي وعلى مساحة كبيرة من نصف الكرة الجنوبي. ولكن ماذا لو تحولت مناطق الدوريات القتالية للغواصات إلى جنوب المحيط الأطلسي أو خطوط العرض الاستوائية للمحيط الهادئ؟
بالنسبة للحالات الخاصة ، تمتلك القوات البحرية معدات خاصة: تعتبر طائرة التكرار طراز Tu-142MR "Orel" (تصنيف الناتو Bear-J) جزءًا لا يتجزأ من نظام التحكم الاحتياطي للقوات النووية البحرية.
تم إنشاء النسر في أواخر السبعينيات على أساس الطائرة المضادة للغواصات من طراز Tu-142 (والتي تعد بدورها تعديلًا للقاذفة الاستراتيجية T-95) ، وهي تختلف عن سابقتها بسبب عدم وجود معدات بحث - بدلاً من حجرة الشحن الأولى ، يوجد بكرة بهوائي قطره 8600 متر لجهاز إرسال لاسلكي VLF "Fregat". بالإضافة إلى محطة الموجات الطويلة الفائقة ، يوجد على متن الطائرة Tu-142MR مجموعة من معدات الاتصالات للتشغيل في نطاقات الموجات الراديوية التقليدية (بينما تكون الطائرة قادرة على أداء وظائف مكرر التردد العالي القوي حتى بدون رفعه إلى الداخل. الهواء).
من المعروف أنه اعتبارًا من بداية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كانت العديد من المركبات من هذا النوع لا تزال مدرجة في السرب الثالث من الحرس 568. فوج الطيران المختلط لأسطول المحيط الهادئ.
بالطبع ، لا يعد استخدام طائرات المكرر أكثر من نصف مقياس قسري (احتياطي) - في حالة حدوث صراع حقيقي ، يمكن بسهولة اعتراض طائرة Tu-142MR بواسطة طائرات العدو ، بالإضافة إلى أن الطائرة تدور في منطقة معينة مربع يكشف عن حاملة صواريخ الغواصة ويشير بوضوح للعدو إلى موقع الغواصة.
كان البحارة بحاجة إلى وسيلة موثوقة بشكل استثنائي لإيصال أوامر القيادة العسكرية والسياسية للبلاد في الوقت المناسب لقادة الغواصات النووية في الدوريات القتالية في أي ركن من أركان المحيط العالمي. على عكس الموجات فائقة الطول التي تخترق عمود الماء فقط بضع عشرات من الأمتار ، يجب أن يوفر نظام الاتصالات الجديد استقبالًا موثوقًا لرسائل الطوارئ على عمق 100 متر أو أكثر.
نعم … نشأت مشكلة تقنية غير بديهية للغاية قبل رجال الإشارة.
زيوس
… في أوائل التسعينيات ، أصدر العلماء في جامعة ستانفورد (كاليفورنيا) سلسلة من التصريحات المثيرة للاهتمام فيما يتعلق بالبحث في مجال الهندسة الراديوية والإرسال اللاسلكي. لقد شهد الأمريكيون ظاهرة غير عادية - أجهزة الراديو العلمية الموجودة في جميع قارات الأرض بانتظام ، وفي نفس الوقت ، تسجل إشارات متكررة غريبة بتردد 82 هرتز (أو ، بتنسيق مألوف أكثر بالنسبة لنا ، 0 ، 000 082 ميغا هيرتز). يشير التردد المشار إليه إلى مدى الترددات المنخفضة للغاية (ELF) ، وفي هذه الحالة يبلغ طول الموجة الوحشية 3658.5 كم (ربع قطر الأرض).
تم تسجيل الإرسال لمدة 16 دقيقة "ZEUSA" بتاريخ 08.12.2000 الساعة 08:40 بالتوقيت العالمي المنسق
معدل الإرسال لجلسة واحدة هو ثلاثة أحرف كل 5-15 دقيقة.تأتي الإشارات مباشرة من قشرة الأرض - لدى الباحثين شعور باطني بأن الكوكب نفسه يتحدث إليهم.
التصوف هو الكثير من الظلامية في العصور الوسطى ، وخمن يانكيز المتقدمون على الفور أنهم كانوا يتعاملون مع جهاز إرسال ELF مذهل يقع في مكان ما على الجانب الآخر من الأرض. أين؟ من الواضح أين - في روسيا. يبدو أن هؤلاء الروس المجانين "قصّروا" الكوكب بأكمله ، مستخدمينه كهوائي عملاق لنقل الرسائل المشفرة.
يقع الجسم السري "ZEUS" على بعد 18 كيلومترًا جنوب مطار سيفيرومورسك -3 العسكري (شبه جزيرة كولا). على خريطة خرائط Google ، يمكن رؤية منطقتين (قطريًا) بوضوح ، وتمتد عبر غابة التندرا لعشرين كيلومترات (يشير عدد من مصادر الإنترنت إلى طول الخطوط عند 30 أو حتى 60 كم) ، بالإضافة إلى التقنية المباني والهياكل وطرق الوصول وفتحة إضافية بطول 10 كيلومترات إلى الغرب من الخطين الرئيسيين.
تزخر بـ "مغذيات" (سيخمن الصيادون على الفور ما يتحدثون عنه) ، وأحيانًا يخطئون في فهم الهوائيات. في الواقع ، هذان "قطبان" عملاقان يتم من خلالهما تفريغ تيار كهربائي قدره 30 ميغاواط. الهوائي هو كوكب الأرض نفسه.
يفسر اختيار هذا المكان لتركيب النظام من خلال الموصلية المنخفضة للتربة المحلية - مع عمق ثقوب التلامس من 2-3 كيلومترات ، تتغلغل النبضات الكهربائية في أعماق أحشاء الأرض ، وتخترق الكوكب من خلال و عبر. يتم تسجيل نبضات مولد ELF العملاق بوضوح حتى بواسطة المحطات العلمية في أنتاركتيكا.
الدائرة المقدمة لا تخلو من عيوبها - أبعاد ضخمة وكفاءة منخفضة للغاية. على الرغم من القوة الهائلة لجهاز الإرسال ، فإن طاقة الخرج ليست سوى بضع واط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استقبال مثل هذه الموجات الطويلة ينطوي أيضًا على صعوبات فنية كبيرة.
يتم استقبال الإشارات من "زيوس" بواسطة غواصات تتحرك على عمق 200 متر إلى هوائي مقطوع يبلغ طوله حوالي كيلومتر واحد. نظرًا لمعدل نقل البيانات المنخفض للغاية (بايت واحد لكل عدة دقائق) ، من الواضح أن نظام ZEUS يستخدم لنقل أبسط الرسائل المشفرة ، على سبيل المثال: "تصعد إلى السطح (حرر منارة) واستمع إلى الرسالة عبر الاتصال عبر الأقمار الصناعية."
من أجل الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أنه لأول مرة تم تصميم مثل هذا المخطط لأول مرة في الولايات المتحدة خلال الحرب الباردة - في عام 1968 تم اقتراح مشروع لمنشأة بحرية سرية تحمل الاسم الرمزي Sanguine ("متفائل") - كان يانكيز ينوي تحويل 40 ٪ من مساحة غابات ويسكونسن إلى جهاز إرسال عملاق يتكون من 6000 ميل من الكابلات تحت الأرض و 100 مخابئ محمية للغاية لإيواء المعدات المساعدة ومولدات الطاقة. كما تصور من قبل المبدعين ، كان النظام قادرًا على تحمل انفجار نووي وتوفير بث موثوق لإشارة هجوم صاروخي على جميع الغواصات النووية التابعة للبحرية الأمريكية في أي منطقة من المحيطات.
جهاز الإرسال الأمريكي ELF (بحيرة البطلينوس ، ويسكونسن ، 1982)
في 1977-1984 ، تم تنفيذ المشروع بشكل أقل عبثية في شكل نظام Seafarer ، الذي تم وضع هوائياته في بحيرة كلام (ويسكونسن) وفي قاعدة سوير الجوية (ميتشيغان). تردد التشغيل لتركيب ELF الأمريكي هو 76 هرتز (الطول الموجي 3947 ، 4 كم). قدرة الارسال البحارة - 3 ميغاواط. تمت إزالة النظام من الخدمة القتالية في عام 2004.
في الوقت الحالي ، هناك اتجاه واعد لحل مشكلة التواصل مع الغواصات وهو استخدام أشعة الليزر من الطيف الأزرق والأخضر (0.42-0.53 ميكرون) ، والتي تتغلب إشعاعاتها بأقل الخسائر على البيئة المائية وتخترق عمق 300 متر. بالإضافة إلى الصعوبات الواضحة في تحديد موضع الحزمة بدقة ، فإن "حجر العثرة" في هذا المخطط هو القوة العالية المطلوبة للباعث. ينص الخيار الأول على استخدام أقمار مكرر ذات عاكسات عاكسة كبيرة الحجم.يوفر الخيار بدون مكرر مصدرًا قويًا للطاقة في المدار - لتشغيل ليزر بقوة 10 وات ، يلزم وجود محطة طاقة ذات طاقة أعلى بمقدار أمرين.
في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن البحرية الروسية هي واحدة من أسطولين في العالم يحتويان على مجموعة كاملة من القوات النووية البحرية. بالإضافة إلى العدد الكافي من الناقلات والصواريخ والرؤوس الحربية ، في بلدنا ، تم إجراء بحث جاد في مجال إنشاء أنظمة اتصال مع الغواصات ، والتي بدونها تفقد القوات النووية الاستراتيجية البحرية أهميتها المشؤومة.
"جالوت" خلال الحرب العالمية الثانية
طائرة Boeing E-6 Mercury للتحكم والاتصالات ، وهي عنصر من عناصر نظام الاتصالات الاحتياطية للغواصات النووية بالصواريخ الباليستية (SSBN) التابعة للبحرية الأمريكية
